(57)【要約】【課題】摩擦を低減し、且つ、高回転化が可能なラジアルニードル軸受を提供する。【解決手段】車両用自動変速機の遊星歯車機構４における支持軸４ｅと遊星ギヤ４ｃとの間に配置されるラジアルニードル軸受２０において、周方向に所定の間隔で配置された複数のニードル１６を転動自在に保持し、外径案内で用いられる保持器１０と、保持器１０と遊星ギヤ４ｃとの間に配置され、保持器外周面１５と遊星ギヤ内周面４ｃ１に対し相対回転可能な浮動ブッシュ１７と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用自動変速機の遊星歯車機構におけるピニオンシャフトとピニオンギヤとの間に配置されるラジアルニードル軸受において、
周方向に所定の間隔で配置された複数のニードルと、
前記ニードルを転動自在に保持し外径案内で用いられる保持器と、
前記保持器と前記ピニオンギヤとの間に配置され、保持器外周面とピニオンギヤ内周面に対し相対回転可能な浮動ブッシュと、を備えることを特徴とするラジアルニードル軸受。
【請求項２】
前記ピニオンシャフトは軸方向端部に設けられる支持板に支持され、
前記ピニオンギヤの外側端面と前記支持板の内側端面との間にはワッシャーが設けられ、
前記浮動ブッシュは前記ワッシャーと一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のラジアルニードル軸受。
【請求項３】
前記ニードルは複列に配置され、
各列の前記ニードルはそれぞれに設けられた前記保持器により転動自在に保持され、
隣り合う前記保持器間にはスペーサーが設けられ、
前記浮動ブッシュは前記スペーサーと一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のラジアルニードル軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアルニードル軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車用変速機のうち、大きなラジアル荷重が加わる部分にラジアルニードル軸受が組み込まれている。例えば特許文献１においては、自動車の自動変速装置を構成する遊星歯車機構において、遊星ギヤをキャリアの支持軸に対し回転自在に支持している。
【０００３】
この自動車用変速機は、燃費向上やハイブリッド車に対応するため、低フリクション且つ高回転が求められている。このため、自動車用変速機を構成する遊星歯車機構に用いられるラジアルニードル軸受には低トルク化及び高回転化の要求がある。
【０００４】
ここで、遊星歯車機構において、遊星ギヤは自転しながら太陽ギヤの周囲を公転しているが、このとき遊星ギヤを支持するラジアルニードル軸受も自転すると共に、太陽ギヤの周囲を公転するので、特に公転による遠心力がラジアルニードル軸受に付与されることとなる。従って、ラジアルニードル軸受の保持器は、公転に基づく遠心力により遊星ギヤ内周面に対して押しつけられるため、遊星ギヤ内周面と保持器との間で摺動が生じることとなる。このような摺動は、ラジアルニードル軸受の引きずり抵抗を増大させる。
【０００５】
特許文献１に記載のラジアルニードル軸受は、低トルク化を図るため、案内面である保持器外周面に研削及び/又は表面処理を施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−７６８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のラジアルニードル軸受においては、研削及び/又は表面処理は、面精度を良くしていくに従い摩擦低減効果が次第に低下し、また、加工のためのコストが増大するという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、摩擦を低減し、且つ、高回転化が可能なラジアルニードル軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）車両用自動変速機の遊星歯車機構におけるピニオンシャフトとピニオンギヤとの間に配置されるラジアルニードル軸受において、
周方向に所定の間隔で配置された複数のニードルと、
前記ニードルを転動自在に保持し外径案内で用いられる保持器と、
前記保持器と前記ピニオンギヤとの間に配置され、保持器外周面とピニオンギヤ内周面に対し相対回転可能な浮動ブッシュと、を備えることを特徴とするラジアルニードル軸受。
（２）前記ピニオンシャフトは軸方向端部に設けられる支持板に支持され、
前記ピニオンギヤの外側端面と前記支持板の内側端面との間にはワッシャーが設けられ、
前記浮動ブッシュは前記ワッシャーと一体に形成されていることを特徴とする（１）に記載のラジアルニードル軸受。
（３）前記ニードルは複列に配置され、
各列の前記ニードルはそれぞれに設けられた前記保持器により転動自在に保持され、
隣り合う前記保持器間にはスペーサーが設けられ、
前記浮動ブッシュは前記スペーサーと一体に形成されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のラジアルニードル軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のラジアルニードル軸受によれば、保持器とピニオンギヤとの間に配置された浮動ブッシュが保持器外周面とピニオンギヤ内周面に対し相対回転するので、すべり速さが低下し、これによりすべり摩擦が低減する。また、すべり速さが低下するため、焼付きが発生し難くなり、これにより高回転化することができる。さらに浮動ブッシュはプレス加工により製造することができることから製造費用を安価に抑えることができる。
【００１１】
また、浮動ブッシュはワッシャー又はスペーサーと一体に形成されることにより、製造費用をより安価に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のラジアルニードル軸受が組み込まれる遊星歯車機構の分解斜視図である。
【図２】本発明のラジアルニードル軸受の第１実施形態の断面図である。
【図３】分割型の浮動ブッシュを備えたラジアルニードル軸受の側面図である。
【図４】本発明のラジアルニードル軸受の第２実施形態の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態のラジアルニードル軸受の第１変形例を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態のラジアルニードル軸受の第２変形例を示す部分断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態のラジアルニードル軸受の第３変形例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るラジアルニードル軸受の各実施形態について図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
本実施形態のラジアルニードル軸受２０は、自動車の自動変速装置を構成する遊星歯車機構に組み込まれて油潤滑で使用されるものであり、図１は本発明のラジアルニードル軸受が組み込まれる遊星歯車機構の分解斜視図である。
【００１４】
遊星歯車機構４は、図１に示すように、内歯を有するリングギヤ４ａと、外歯を有する太陽ギヤ４ｂと、リングギヤ４ａ及び太陽ギヤ４ｂに噛合する３つの遊星ギヤ（ピニオンギヤ）４ｃと、支持軸としての３つのピニオンシャフト４ｅにより遊星ギヤ４ｃを回転自在に支持すると共に、自らも回転可能なキャリア４ｄとを有する。なお、遊星ギヤ４ｃは３つに限定されるものではない。
【００１５】
ラジアルニードル軸受２０は、図２に示すように、周方向に所定の間隔で配置された複数のニードル１６、１６と、ニードル１６、１６を転動自在に保持し外径案内で用いられる保持器１０と、保持器１０の外径側に配設された浮動ブッシュ１７、１７と、を備えて構成されるケージアンドローラである。  
【００１６】
保持器１０は、いわゆるＭ型保持器であって、軸方向に互いに間隔をあけて配置した、それぞれが円環状（円筒状又は円輪状）である１対のリム部１１、１１と、複数本の柱部１２、１２とを備える。これら各柱部１２、１２は、円周方向に亙って間欠的に配置され、それぞれの両端部を上記両リム部１１、１１の互いに対向する内側面の外径端部に連結させている。又、上記各柱部１２、１２は、軸方向中間部が径方向内方に向け台形状に折れ曲がった形状を有する。そして、円周方向に隣り合うこれら各柱部１２、１２の円周方向両側縁と上記両リム部１１、１１の互いに対向する内側面とにより四辺を囲まれる空間部分を、それぞれ各ニードル１６、１６を転動自在に保持するためのポケット１３、１３としている。
【００１７】
そして、ラジアルニードル軸受２０は、上記ピニオンシャフト４ｅのピニオンシャフト外周面４ｅ１を内輪軌道とし、上記遊星ギヤ４ｃの遊星ギヤ内周面（ピニオンギヤ内周面）４ｃ１を外輪軌道として、上記各ニードル１６、１６の転動面を、これら内輪軌道及び外輪軌道に転がり接触させている。又、上記遊星ギヤ４ｃの軸方向両端面とピニオンシャフト４ｅの端部に設けられ上記キャリア４ｄを構成する両支持板４ｆ、４ｆの内側面との間に、それぞれ浮動ワッシャ９、９を配置して、上記遊星ギヤ４ｃの軸方向両端面と上記両支持板４ｆ、４ｆの内側面との間に作用する摩擦力の低減を図っている。
【００１８】
浮動ブッシュ１７は、それぞれ円環状に形成された金属製の部材であり、保持器１０のリム部１１と遊星ギヤ４ｃとの間に形成された筒状空間であって、ニードル１６の両端面近傍、ここではニードル１６の端面と浮動ワッシャー９間に配設され、保持器外周面１５であるリム外周面と遊星ギヤ内周面４ｃ１に対し相対回転可能に構成されている。
【００１９】
そして、遊星ギヤ４ｃは自転しながら太陽ギヤ４ｂの周囲を公転しているが、このとき遊星ギヤ４ｃを支持するラジアルニードル軸受２０も自転すると共に、太陽ギヤ４ｂの周囲を公転するので、特に公転による遠心力がラジアルニードル軸受２０に付与されることとなる。従って、保持器１０は、公転に基づく遠心力により遊星ギヤ内周面４ｃ１に対して押しつけられるため、保持器外周面１５と遊星ギヤ内周面４ｃ１との間で摺動が生じることとなる。
【００２０】
ここで、本実施形態のラジアルニードル軸受２０によれば、保持器１０と遊星ギヤ４ｃとの間に配置された浮動ブッシュ１７が保持器外周面１５と遊星ギヤ内周面４ｃ１に対し相対回転するので、すべり速さが低下し、これによりすべり摩擦が低減する。また、すべり速さが低下するため、焼付きが発生し難くなり、これにより高回転化することができる。さらに浮動ブッシュ１７はプレス加工により製造することができることから製造費用を安価に抑えることができる。
【００２１】
なお、本実施形態では浮動ブッシュ１７として、周方向に連続して形成された円環状の浮動ブッシュを例示したが、これに限定されず図３に示すように、複数の浮動ブッシュ１７が周方向に所定の間隔で配置された分割型の浮動ブッシュとしてもよい。これにより、焼付防止とピニオンシャフト４ｅの振れ回りを防止できる。
【００２２】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明のラジアルニードル軸受の第２実施形態の断面図である。なお、図４中、第１実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
本実施形態のラジアルニードル軸受２０Ａは、ニードルが複列に配設された複列ラジアルニードル軸受であり、各列のニードル１６、１６がそれぞれに設けられた保持器１０、１０に転動自在に保持され、隣り合う保持器１０、１０間にスペーサー１８が設けられている。
【００２３】
スペーサー１８は、薄板状の金属板を内径側が開口するように略逆Ｕ字形状に構成されたものであり、隣り合う保持器１０、１０に対し相対回転自在に配置されている。なお、スペーサー１８の外周面は遊星ギヤ内周面４ｃ１と摺動してもよく、摺動しないように所定の隙間を介して遊星ギヤ内周面４ｃ１と対向配置してもよい。スペーサー１８はプレス成形など種々の加工法により製造され、スペーサー１８の形状は、スペーサーとしての機能を果たす限りにおいて他の形状であってもよい。
【００２４】
また、浮動ブッシュ１７は、保持器１０、１０のリム部１１、１１と遊星ギヤ４ｃとの間に形成された筒状空間であって、それぞれのニードル１６、１６の両端面近傍、ここではニードル１６、１６の端面と浮動ワッシャー９間及びニードル１６、１６の端面とスペーサー１８間に配設されている。
【００２５】
このように複列に構成された本実施形態のラジアルニードル軸受２０Ａにおいても、第１実施形態のラジアルニードル軸受２０と同様に、浮動ブッシュ１７が保持器外周面１５と遊星ギヤ内周面４ｃ１に対し相対回転するので、すべり速さが低下し、これによりすべり摩擦が低減する。また、すべり速さが低下するため、焼付きが発生し難くなり、これにより高回転化することができる。
【００２６】
以下、本実施形態の変形例について図５〜図７を参照して説明する。図５〜図７は、複列のラジアルニードル軸受の一方（左側）の列のみを図示したものであり、第２実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
図５は、第２実施形態のラジアルニードル軸受の第１変形例の部分断面図である。
本実施形態のラジアルニードル軸受２０Ｂは、浮動ブッシュ１７が、ニードル１６の両端面近傍にそれぞれ径方向に２個積層され、積層された２個の浮動ブッシュ１７Ａ、１７Ｂ間でもすべりが生じるように構成されている。
【００２７】
また、保持器１０のリム外周面には、切り欠き１９が設けられ、径方向内側に位置する浮動ブッシュ１７Ｂが、浮動ワッシャー９と切り欠き１９に挟まれて軸方向の位置決めがなされている。なお、切り欠き１９は、主として保持器外周面１５と遊星ギヤ内周面４ｃ１間の隙間を確保するためのものであり、十分な隙間があれば設ける必要はなく、また、保持器外周面１５に限らず、遊星ギヤ内周面４ｃ１に設けてもよく、遊星ギヤ内周面４ｃ１と保持器外周面１５の両方に設けることもできる。
【００２８】
このように構成された本実施形態のラジアルニードル軸受２０Ｂによれば、さらなるすべり速さの低下が見込まれ、焼付きが発生し難くなり、これにより高回転化することができる。なお、本変形例においては、浮動ブッシュ１７Ａ、１７Ｂを２個積層したが、これに限定されず、隙間があれば３個以上積層してもよい。
【００２９】
図６は、第２実施形態のラジアルニードル軸受の第２変形例の部分断面図である。
本実施形態のラジアルニードル軸受２０Ｃにおいては、ワッシャー９が浮動ブッシュ１７と一体に形成され浮動ブッシュ付ワッシャー９Ａをなし、且つ、スペーサー１８も浮動ブッシュ１７と一体に形成され浮動ブッシュ付スペーサー１８Ａをなしている。
【００３０】
浮動ブッシュ付ワッシャー９Ａは、薄板状の金属板の略中間部を軸方向内側に屈曲するようにプレス成形して構成され、屈曲部９１が保持器１０と遊星ギヤ４ｃとの間に配置されて保持器外周面１５と遊星ギヤ内周面４ｃ１に対し相対回転し、浮動ブッシュとして機能している。また、遊星ギヤ内周面４ｃ１の外側端部には切り欠き４ｃ２が設けられ、切り欠き４ｃ２に屈曲部９１が部分的に収容されている。
【００３１】
なお、切り欠き４ｃ２は、主として保持器外周面１５と遊星ギヤ内周面４ｃ１間の隙間を確保するためのものであり、十分な隙間があれば設ける必要はなく、また、遊星ギヤ内周面４ｃ１に限らず、保持器外周面１５に設けてもよく、遊星ギヤ内周面４ｃ１と保持器外周面１５の両方に設けることもできる。
【００３２】
浮動ブッシュ付スペーサー１８Ａは、薄板状の金属板を外径側が開口するように略Ｕ字形状にプレス成形して構成されたものであり、さらに、外径端部から軸方向外側に延出する延出部８１が設けられている。そして、延出部８１が保持器１０と遊星ギヤ４ｃとの間に配置されて保持器外周面１５と遊星ギヤ内周面４ｃ１に対し相対回転し、浮動ブッシュとして機能している。
【００３３】
このように構成された本実施形態のラジアルニードル軸受２０Ｃによれば、浮動ブッシュをワッシャーやスペーサーと一体に製造することができることから、製造費用を安価に抑えることができると共に、部品点数を削減することができる。
なお、本変形例では、ワッシャーとスペーサーをそれぞれ浮動ブッシュ付ワッシャー９Ａや浮動ブッシュ付スペーサー１８Ａとしたが、ワッシャーとスペーサーのうちいずれか一方のみを浮動ブッシュと一体にしてもよい。
【００３４】
図７は、第２実施形態のラジアルニードル軸受の第３変形例の部分断面図である。
本実施形態のラジアルニードル軸受２０Ｄにおいては、ワッシャー９が２部材から構成され、浮動ブッシュ１７がそのうちの一部材と一体に形成され浮動ブッシュ付ワッシャー９Ｂをなし、且つ、スペーサー１８も浮動ブッシュと一体に形成され浮動ブッシュ付スペーサー１８Ａをなしている。
【００３５】
より具体的に説明すると、ワッシャー９は、外側端面が支持板４ｆと対向し内側端面が遊星ギヤ４ｃと対向する外径側ワッシャー９Ｂと、外径側ワッシャー９Ｂより小径であって外側端面が支持板４ｆと対向し内側端面が保持器１０と対向する内径側ワッシャー９Ｃと、から構成され、外径側ワッシャー９Ｂには、内径端部から軸方向内側に延出する延出部９３が設けられている。そして、延出部９３が保持器１０と遊星ギヤ４ｃとの間に配置されて保持器外周面１５と遊星ギヤ内周面４ｃ１に対し相対回転し、浮動ブッシュとして機能している。
【００３６】
浮動ブッシュ付スペーサー１８Ａは、前述した第２変形例の浮動ブッシュ付スペーサー１８Ａと同一である。
【００３７】
このように構成された本実施形態のラジアルニードル軸受２０Ｄによれば、浮動ブッシュ１７をワッシャー９やスペーサー１８と一体に製造することができることから、製造費用を安価に抑えることができる。また、内径側ワッシャー９Ｃは汎用のものを使用することができる。さらに、第２変形例に記載の浮動ブッシュ付ワッシャー９Ａを配置するためのスペースの確保が難しい場合、例えば切り欠き１９（図５参照）や切り欠き４ｃ２（図６参照）を設けることができない場合などにも対応できる。
なお、本実施形態では、外径側ワッシャー９Ｂとスペーサー１８Ａをそれぞれ浮動ブッシュ１７と一体にしたが、これに限定されず、浮動ブッシュ１７と外径側ワッシャー９Ｂ、浮動ブッシュ１７と内径側ワッシャー９Ｃ、浮動ブッシュ１７とスペーサー１８の少なくとも１つを一体に形成すればよい。
【００３８】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。例えば、上記実施形態に対し以下の改良を行うことができる。
（１）保持器外周面と遊星ギヤ内周面の少なくとも一方に研削加工を施す。これにより、すべり摩擦を低減することができる。
（２）また、同様の目的で、保持器外周面と遊星ギヤ内周面の少なくとも一方に摩擦を低減できる表面処理層を設ける。この様な摩擦を低減する表面処理層としては、例えば次の（ｉ）〜（ｖｉ）に示すようなものが使用可能である。
（ｉ）．硫黄と鉄との化合物の反応層。
（ｉｉ）．窒素を含有した、硫黄と鉄との化合物の反応層。
（ｉｉｉ）．燐と鉄との燐酸塩化合物の反応層。
（ｉｖ）．二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）とポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）との単体若しくは混合物を熱硬化性合成樹脂と共に焼成する事により得られる処理層。
（ｖ）．上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の何れかの反応層の表面に、ＭｏＳ２ とＰＴＦＥとの単体若しくは混合物を熱硬化性合成樹脂と共に焼成する事により得られる処理層を重ねたもの。
（ｖｉ）．ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）による表面処理層。
【００３９】
また、上記第１〜第３変形例はラジアルニードル軸受の第２実施形態の変形例として記載したが、これに限らず、第１実施形態のラジアルニードル軸受において、浮動ワッシャーをこれらの浮動ブッシュ付ワッシャーとしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
４      遊星歯車機構
４ｅ    支持軸（ピニオンシャフト）
４ｃ    遊星ギヤ（ピニオンギヤ）
４ｃ１  遊星ギヤ内周面（ピニオンギヤ内周面）
４ｆ    支持板
９      ワッシャー
９Ａ、９Ｂ  浮動ブッシュ付ワッシャー（浮動ブッシュ）
１０    保持器
１５    保持器外周面
１６    ニードル
１７    浮動ブッシュ
１８    スペーサー
１８Ａ  浮動ブッシュ付スペーサー（浮動ブッシュ）
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ  ラジアルニードル軸受
【図１】
2010255778.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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